摘要：根据发电机结构绘制了水电连接图，通过水电连接图可以确定定子上下层线圈槽号和冷却水支路号之间的关系。当定子线圈温度或冷却水支路出口温度测点异常时，通过水电连接图找到相关回路温度测点，再对这些测点温度进行分析，可以查找到问题并提出检修办法。

关键词：定子线圈;温差;水电连接图

0 引言

在火力发电企业中，汽轮发电机在不断将机械能转化为电能的同时，发电机定子线圈由于存在电磁损耗，定子线圈热量会不断累积，需要冷却介质将这些热量不断带走，降低定子线圈温度，保持发电机连续运行。大容量发电机定子线圈的冷却介质多采用偏碱性冷却水，冷却水在定子空心导线内循环流动，将热量带到发电机体外，冷却水再通过换热器降低温度。这部分冷却水在定子空心导线内如何流动以及如何判断其流动是否舒畅，是发电机运行监视的重要内容。

1 发电机定子水路结构

某火力发电厂汽轮发电机型号为QFSN-300-2，采用水-氢-氢冷却方式，即定子线圈及连接线、出线套管采用水内冷;转子线圈、定子铁芯及端部均采用氢冷。定子线圈参数如表1所示。

定子冷却水进入励端环形总进水管后，通过绝缘水管（材质为聚四氟乙烯）以3种不同形式的水路流入定子绕组。

（1）从总进水管出来直接从励端线圈端部进入，经槽部线棒，从汽端端部线圈流出，经绝缘水管至汽端总出水管，冷却水流经半匝线圈，这种水路共42条，占水路数的大部分。

（2）从总进水管出来先流入三相首末端连接线（位于定子端部），然后进入半匝线圈，再经绝缘水管流到汽端总出水管，这样的水路共有12（3×2×2）条。因为这些水路较第一种水路多一条同相支路的连接线，所以其层间温度与出水温度比第一种相应温度要略高一些，这些带有同相支路连接线水路分两部分：一部分为定子槽号为1、10、19、28、37、46，与这些槽上层线棒串联;另一部分为定子槽号为4、13、22、31、40、49，与这些槽下层线棒串联。槽内层间测温元件的引出编号与上述槽号相同。

（3）从总进水管出来分6条支路，流经发电机机座下部的主引线和出线瓷套管，最后汇流至出线盒中的汇流管。

为了测量定子线圈水路的温度，在定子各个线槽层间、各条出水支路与总水管接头上、出线瓷套管出水管接头上都分别埋置了测温元件，在总进出水管上分别埋置了测温元件，以便运行中对这些部位温度进行全面监测。根据发电机结构绘制定子线圈水电连接图（图1）。上层线圈编号与出水支路编号一致，編号相同的上层线圈与下层线圈位于同一槽内。

2 发电机定子水路温度现状

发电机负荷为300 MW工况时，发电机定子线圈和冷却水出水各温度测点数据如图2所示。

由图2可以看出，定子线圈层间测温最高点为第10槽58.3 ℃，最低点为第41槽52 ℃，两者温差达到6.3 ℃;定子线圈出水温度最高点为第10路59 ℃，最低点为第7路51 ℃，两者温差达到8 ℃。

3 定子线圈温度测点异常分析

定子线圈第41槽层间测点最低点为52 ℃，该温度反映了第41槽上层、下层的线圈发热情况。由图1可知，第41路冷却水流过第41槽上层线圈，出水温度与线圈温度对应。第41槽下层线圈与第19槽上层线圈为同一水路，冷却水从上面两个线圈出来后汇在一根出水管流出，出水温度为第19路温度，因此要检查第41路温度与第19路温度是否也异常降低，以及第41槽线圈温度是否随着发电机负荷的变化而同趋势显著变化。第41槽线圈温度分析图如图3所示。

从图3可以看出，各个测点温度波动轨迹基本相似，但在发电机负荷为0 MW时，第41槽定子线圈层测点温度比冷却水进口温度还在低近3 ℃，比出水第41路温度低近6 ℃，比出水第19支路低近4 ℃。可见定子线圈层间第41槽温度测点存在异常，利用机组检修机会进行处理。

4 定子线圈出水温度异常分析

定子线圈出水温度最高点为第10路59 ℃，由图1可知，该温度是定子第10槽的上层线圈出水与第32槽的下层线圈出水混合后的温度。因此，此时要检查第10槽或第32槽的线圈温度是否也有同趋势变化。若定子线圈第10槽温度与其第10支路出水温度均有同趋势上升，且温度随发电机负荷同趋势波动，此时若外测量回路无异常，可确认为定子第10槽内上层线圈水回路有堵塞现象。若定子第10槽线圈温度无明显上升，而第32槽线圈温度相应升高，且温度随负荷同向波动，在外测量回路无异常的情况下，可确认为定子第32槽下槽线圈水回路有堵塞现象。第10路出水温度分析图如图4所示，可知第10槽的上层线圈有堵塞现象。

定子线棒出水温度最低点为第7路51 ℃，由图3可知，此测点所对应定子线圈层间第7槽和第39槽温度。第7路出水温度分析图如图5所示。

从图5可以看出，各个测点温度波动轨迹基本相似，在发电机负荷为0 MW时，第7支路出水测点温度比冷却水进口温度低近2 ℃，比定子线圈层间第7槽和第39槽低2 ℃左右。可见定子线棒出水温度第7路测点存在异常，利用机组检修机会进行处理。

5 结语

本文根据发电机结构绘制了定子线圈水电连接图，通过水电连接图可以清晰找到定子线圈和冷却水支路温度测点间的关系，一个定子线圈温度测点找该线圈上下两层水路温度测点进行分析，一个定子线圈冷却水支路温度测点找该支路两个线棒温度测点进行分析，可见定子线圈水电连接图对于分析温度测点和冷却水回路异常情况具有重要意义。

[参考文献]

[1] 钱锋.发电机水冷定子线圈局部温度异常的故障诊断分析[J].大电机技术，2004（5）：24-27.

收稿日期：2020-06-09

作者简介：王恩会（1979—），男，江苏太仓人，工程师，研究方向：电厂电气设备运行管理。